Question

13．小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”（乙和丙容器中装的是同种液体）．

（1）实验中，首先必须检查压强计能否正常使用，若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性差（选填“好”或“差”）；调节好压强计后，U形管两边液面相平．
（2）小敏把探头分别浸入到图甲、乙图中的两种液体（水和酒精）中，发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小，由此，他判断图甲中的液体是酒精，他的判断是错误（选填“正确”或“错误”）的；接着他改变图乙中探头的深度，其探究情况如图丙所示．
（3）比较图乙、丙，得出探头浸入液体中的深度越深（选填“越深”或“越浅”），U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体在此处的压强就越大．
（4）小敏发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两边液柱的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处，液体内部向各个方向的压强相等．
（5）若图乙中的U形管左右两侧红墨水面的高度差h=10cm，则橡皮管内气体的压强和大气压之差约为1000Pa．（ρ_红墨水≈1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的，通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的，若液体压强计气密性差，U形管两边液柱的高度差变化都很小；
（2）液体压强跟液体密度和液体的深度有关，探究液体压强跟密度的关系时，控制液体深度不变；探究液体压强跟深度关系时，控制密度不变；
（3）在液体密度一定时，液体深度越大，液体压强越大；
（4）分析该次实验中控制的量和不同的量，得出液体压强大小与方向的关系．
（5）根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差．

解答 解：（1）若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性差；
（2）把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体（水和酒精）中，由图可知，没有控制探头所在的深度相同，所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小，故他的判断是错误的．
（3）研究液体压强与深度的关系时，应控制液体密度相同，改变深度，故小敏应该比较图乙、丙；探头浸入液体的深度越深，U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体的压强就越大．
（4）在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U型管两边的液面高度差相同，说明在同种液体的同一深度处，液体内部向各个方向的压强相等．
（5）橡皮管内气体的压强与大气压之差：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa．
故答案为：（1）差；（2）错误；（3）乙、丙；越深；大；（4）在同种液体的同一深度处，液体内部向各个方向的压强相等； （5）1000．

点评 此题是一道“探究液体内部压强的特点”的实验题，考查了对压强计工作原理的理解及控制变量法的应用，我们要了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求并能够灵活运用控制变量探究影响压强大小的因素．同时还要掌握液体压强计算公式的应用．